CN112724835A - 一种不锈钢用液体抛光蜡及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢用液体抛光蜡及其制备方法和应用，其原料包括磨料、润滑剂、助剂和水，磨料包括投料质量比为1∶0.4‑1.5∶0.3‑1的粒度10‑50nm的氧化铈、150‑300nm的α‑氧化铝和0.5‑0.9μm的氧化锆，润滑剂由投料质量比为1∶0.25‑1.50的蜡与选自植物油、脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种构成；助剂包括投料质量比为3‑10∶1‑2.5∶1的表面活性剂、润湿分散剂和增稠剂；制备：将润滑剂中的各成分混合后依次加入助剂和水；再将磨料加入，搅拌制成；及上述液体抛光蜡在抛光不锈钢中的应用；该液体抛光蜡具有体系稳定、与不锈钢物件临界表面张力配伍性好、工件抛光后易清洗等优点。

Description

一种不锈钢用液体抛光蜡及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于不锈钢材料表面抛光技术领域，具体涉及一种不锈钢用液体抛光蜡及其制备方法和应用。

背景技术

在我国，不锈钢因其较好的耐腐蚀性及装饰性，在医疗用品、生活器具等行业被广泛应用，随着应用领域的不断扩大，人们对不锈钢表面光洁度的要求越来越高，保证其表面清洁、无划痕并具有高光泽度，提高耐锈蚀性。因此，不锈钢必须经过多道抛光处理。

抛光是一种利用机械、化学或电化学的作用，对材料进行加工的方法，以获得光亮、平整的表面，其中，不锈钢抛光是以机械抛光为主，化学作用为辅。在机械抛光方法中，抛光蜡是一种常用的抛光介质，主要由油脂和磨料两大类物质组成，成固体膏状。但是固体抛光蜡在使用过程中易在器件表面形成残留且形成微划痕或斑驳，清洗困难且影响效果。现阶段，随着产品品质要求的提高及自动化的普及，全自动的抛光已在慢慢取代手动抛光，而液体抛光蜡也将慢慢取代固体抛光蜡，但现有液体抛光膏存在与不锈钢物件临界表面张力配伍性较差，体系不稳定，寿命短，处理不锈钢物件之后表面粗糙度太大，使用了对人体有危害的碱性物质等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种改进的不锈钢用液体抛光蜡，该液体抛光蜡解决了现有技术的液体抛光蜡存在的体系不稳定、与不锈钢物件临界表面张力配伍性较差以及使用了对人体有危害的碱性物质等问题。

本发明同时还提供了一种上述不锈钢用液体抛光蜡的制备方法。

本发明同时还提供了一种上述不锈钢用液体抛光蜡在抛光不锈钢中的应用。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种不锈钢用液体抛光蜡，其原料包括磨料、润滑剂和水，所述磨料包括平均粒径为10-50nm的氧化铈、平均粒径为150-300nm的α-氧化铝和平均粒径为0.5-0.9μm的氧化锆，所述氧化铈、所述α-氧化铝和所述氧化锆的投料质量比为1∶0.4-1.5∶0.3-1，所述润滑剂由蜡与选自植物油、脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种构成，所述蜡与所述选自植物油、脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种的投料质量比为1∶0.25-1.50；所述原料还包括助剂，所述助剂包括投料质量比为3-10∶1-2.5∶1的表面活性剂、润湿分散剂和增稠剂。

根据本发明的一些优选方面，所述氧化铈、所述α-氧化铝和所述氧化锆的投料质量比为1∶0.4-0.8∶0.3-0.6。

根据本发明的一些优选方面，所述氧化铈的平均粒径为15-35nm，所述α-氧化铝的平均粒径为180-250nm和所述氧化锆的平均粒径为0.6-0.8μm。根据本发明的一个具体且优选的方面，所述氧化铈的平均粒径为20-30nm，所述α-氧化铝的平均粒径为200-210nm和所述氧化锆的平均粒径为0.6-0.8μm，各粒度的磨料均可按照本领域常规方法制备或者商购获得。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述原料中，所述氧化铈占6-10％，所述α-氧化铝占4-8％和所述氧化锆占3-6％。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述植物油为选自蓖麻油、亚麻籽油、葵花籽油、大豆油和花生油中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述脂肪酸为选自C_12-18的脂肪酸中的一种或多种，包括但不限于硬脂酸和油酸等。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述脂肪酸酯为选自硫化脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯和丙二醇脂肪酸酯中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些具体方面，所述蜡为选自植物蜡和矿物蜡中的一种或多种的组合。优选地，所述的蜡以液体石蜡为主蜡，米糠蜡、棕榈蜡和微晶蜡中的一种或多种为辅蜡。根据本发明的一些优选方面，所述主蜡与所述辅蜡的投料质量比为0.8-12∶1，更优选为0.9-10∶1。

根据本发明的一些优选方面，所述表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯与选自苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯和脂肪醇嵌段聚醚中的至少一种的组合。

根据本发明的一些优选方面，所述失水山梨醇脂肪酸酯与所述选自苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯和脂肪醇嵌段聚醚中的至少一种的投料质量比为1∶5-12。

根据本发明的一些优选方面，所述表面活性剂为选自如下组合中的一种或多种的组合：组合1：苯乙基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯；组合2：失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯；组合3：脂肪醇嵌段聚醚、失水山梨醇脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯；组合4：脂肪醇嵌段聚醚、失水山梨醇脂肪酸酯。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述组合1中，苯乙基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯的投料质量比为10-12∶1。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述组合2中，失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯和单硬脂酸甘油酯的投料质量比为1∶6-8∶0.8-1.2。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述组合3中，脂肪醇嵌段聚醚、失水山梨醇脂肪酸酯和单硬脂酸甘油酯的投料质量比为8-10∶1∶0.8-1.2。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述组合4中，脂肪醇嵌段聚醚与失水山梨醇脂肪酸酯的投料质量比为5-6∶1。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述润湿分散剂为选自聚羧酸盐、木质素磺酸钠和烷基萘磺酸钠中的一种或多种。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述增稠剂为选自膨润土、淀粉、黄原胶、硅酸镁铝、卡波姆和牛脂胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述表面活性剂、所述润湿分散剂和所述增稠剂的投料质量比为3-8∶1-2∶1。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述原料中，磨料15-20％、润滑剂20-30％、助剂15-20％，余量为水。

本发明中，所述原料可以不含有现有抛光不锈钢用的碱性皂化试剂(醇胺类皂化剂)，但仍然能够取得较好的清洗不锈钢表面的作用，且能够降低废水的处理难度以及减少对人体的危害。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的不锈钢用液体抛光蜡的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将所述润滑剂中的各成分加入到混合容器中，70-80℃条件下搅拌混合；

(2)按质量比将所述助剂及所述水依次加入到步骤(1)的溶液中，继续搅拌；

(3)将所述磨料中的各成分加入到步骤(2)获得的混合溶液中，搅拌，制成所述不锈钢用液体抛光蜡。

在本发明的一些优选实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将所述润滑剂中的各成分加入到水浴反应釜中，70-80℃条件下50-150rpm/min搅拌至全部溶清；

(2)按质量比将所述助剂及所述水依次加入到步骤(1)的溶液中，以1000-1500rpm/min的转速继续搅拌10-15min；

(3)将所述磨料中的各成分加入到步骤(2)获得的混合溶液中，以300-500rpm/min的转速搅拌20-35min，制成所述不锈钢用液体抛光蜡。

本发明中，本发明的不锈钢用液体抛光蜡的理化指标中：表面张力范围在27-35mN/m，与不锈钢物件临界表面张力配伍性好，同时在50℃及-12℃环境下放置4h无分层现象，体系稳定性好。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的不锈钢用液体抛光蜡在抛光不锈钢中的应用。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明创新地通过3种粒径不同的特定磨料混合，同时结合复配润滑剂和助剂，实现了：利用不同磨料对不锈钢表面的磨削作用，可有效的对工件进行抛光，且液体抛光蜡可应用于全自动抛光，解决了手工抛光的操控困难及周期长等缺点，同时本发明的抛光蜡通过控制液体表面张力，保证了抛光蜡在物料表面的铺展和粘附，通过将磨料制备成悬浮液，避免了分散不均、体系不稳定的问题。该抛光蜡流动性好，能应用于全自动机械抛光，制备简单，原料易得，操作简便，适合工业化生产，铺展和粘附性能优异，利用率高，效果好，可广泛应用于各类不锈钢的机械抛光。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。200-210nm粒度的α-氧化铝购自杭州九朋新材料有限责任公司；0.6-0.8μm粒度的氧化锆购自河南中捷化工产品有限公司；20-30nm粒度的氧化铈购自北京德科岛金科技有限公司。

苯乙基酚聚氧乙烯醚购自邢台蓝天精细化工股份有限公司，牌号600#；

失水山梨醇脂肪酸酯购自广东华纳化工有限公司，牌号T-80；

脂肪酸聚氧乙烯酯购自邢台市燕诚化学助剂有限公司，牌号OE-4；

单硬脂酸甘油酯购自嘉兴中诚环保科技股份有限公司，牌号GMS；

脂肪醇嵌段聚醚购自江苏省海安石油化工厂，牌号LF221；

木质素磺酸钠购自南京捷润，牌号Borresperse NA；

膨润土购自南京恒峰碳酸钙厂，牌号钙基膨润土；

黄原胶购自任丘市北方化工有限公司，牌号工业级黄原胶；

硫化脂肪酸酯购自沧州市亿达渤润石化有限公司，牌号YD-3015；

聚羧酸盐购自南京棋成新型材料有限公司，牌号M150；

烷基萘磺酸钠购自南京捷润科技有限公司，牌号Morwet D-425；

硅酸镁铝购自济南永泰化工有限公司，牌号硅酸镁铝；

牛脂胺聚氧乙烯醚购自江苏省海安石油化工厂，牌号NE1815；

淀粉购自吴江市三源精细化工有限公司，牌号玉米淀粉；

其他材料均为本公司产品。

实施例1

本例提供一种不锈钢用液体抛光蜡，以质量百分含量计，由以下组分组成：

(1)磨料 20％

(2)润滑剂 23％

(3)助剂 17％

(4)水 40％。

其中，以质量百分含量计，所述磨料包括200-210nm粒度的α-氧化铝6％、0.6-0.8μm粒度的氧化锆5％及20-30nm粒度的氧化铈9％。

以质量百分含量计，所述润滑剂包括硬脂酸5％、油酸7％、棕榈蜡1％、液体石蜡10％。

以质量百分含量计，所述助剂包括苯乙基酚聚氧乙烯醚11％、失水山梨醇脂肪酸酯1％、木质素磺酸钠3％、膨润土1.5％、黄原胶0.5％。

以上所述的一种不锈钢用液体抛光蜡，制备方法由以下步骤进行：

(1)将所述润滑剂中的各成分加入到水浴反应釜中，70℃条件下150rpm/min搅拌至全部溶清；

(2)按质量比将所述助剂及所述水依次加入到步骤(1)的溶液中，以1000rpm/min的转速继续搅拌15min；

(3)将所述磨料中的各成分加入到步骤(2)获得的混合溶液中，以500rpm/min的转速搅拌20min，制成所述不锈钢用液体抛光蜡。

实施例2

本例提供一种不锈钢用液体抛光蜡，以质量百分含量计，由以下组分组成：

(1)磨料 17％

(2)润滑剂 22％

(3)助剂 15％

(4)水 46％。

其中，以质量百分含量计，所述磨料包括200-210nm粒度的α-氧化铝4％、0.6-0.8μm粒度的氧化锆3％及20-30nm粒度的氧化铈10％。

以质量百分含量计，所述润滑剂包括蓖麻油2％、硫化脂肪酸酯5％、棕榈蜡3％、液体石蜡11％、微晶蜡1％。

以质量百分含量计，所述助剂包括失水山梨醇脂肪酸酯1％、脂肪酸聚氧乙烯酯7％、单硬脂酸甘油酯1％、聚羧酸盐2％、烷基萘磺酸钠1％、硅酸镁铝2％、牛脂胺聚氧乙烯醚1％。

以上所述的一种不锈钢用液体抛光蜡，制备方法同实施例1。

实施例3

本例提供一种不锈钢用液体抛光蜡，以质量百分含量计，由以下组分组成：

(1)磨料 17％

(2)润滑剂 23％

(3)助剂 17％

(4)水 43％。

其中，以质量百分含量计，所述磨料包括200-210nm粒度的α-氧化铝4％、0.6-0.8μm粒度的氧化锆3％及20-30nm粒度的氧化铈10％。

以质量百分含量计，所述润滑剂包括油酸2％、硫化脂肪酸酯4％、米糠蜡7％、液体石蜡10％。

以质量百分含量计，所述助剂包括脂肪醇嵌段聚醚9％、失水山梨醇脂肪酸酯1％、单硬脂酸甘油酯1％、聚羧酸盐2％、烷基萘磺酸钠1％、淀粉2％、黄原胶1％。

以上所述的一种不锈钢用液体抛光蜡，制备方法同实施例1。

实施例4

本例提供一种不锈钢用液体抛光蜡，以质量百分含量计，由以下组分组成：

(1)磨料 17％

(2)润滑剂 27％

(3)助剂 19％

(4)水 37％。

其中，以质量百分含量计，所述磨料包括200-210nm粒度的α-氧化铝4％、0.6-0.8μm粒度的氧化锆3％及20-30nm粒度的氧化铈10％。

以质量百分含量计，所述润滑剂包括硬脂酸2％、蓖麻油4％、米糠蜡11％、液体石蜡10％。

以质量百分含量计，所述助剂包括脂肪醇嵌段聚醚11％、失水山梨醇脂肪酸酯2％、聚羧酸盐2％、烷基萘磺酸钠2％、硅酸镁铝1％、牛脂胺聚氧乙烯醚1％。

以上所述的一种不锈钢用液体抛光蜡，制备方法由以下步骤进行：

(1)将所述润滑剂中的各成分加入到水浴反应釜中，80℃条件下100rpm/min搅拌至全部溶清；

(2)按质量比将所述助剂及所述水依次加入到步骤(1)的溶液中，以1500rpm/min的转速继续搅拌10min；

(3)将所述磨料中的各成分加入到步骤(2)获得的混合溶液中，以300rpm/min的转速搅拌35min，制成所述不锈钢用液体抛光蜡。

比较例1

基本同实施例1，其区别仅在于：所述磨料中，不加200-210nm粒度的α-氧化铝，相应调整氧化铈占15％。

比较例2

基本同实施例1，其区别仅在于：所述磨料中，不加20-30nm粒度的氧化铈，相应调整α-氧化铝占15％。

比较例3

基本同实施例1，其区别仅在于：所述磨料中，不加0.6-0.8μm粒度的氧化锆，相应调整α-氧化铝占11％。

比较例4

基本同实施例1，其区别仅在于：氧化铈、α-氧化铝和氧化锆的平均粒径相同且均为300nm。

比较例5

基本同实施例1，其区别仅在于：将助剂中的表面活性剂替换为市售的脂肪醇聚氧乙烯醚(购自江苏省海安石油化工厂，牌号MOA-3)。

比较例6

市售液体抛光蜡(磨料为氧化铝)。

比较例7

市售液体抛光蜡(磨料为刚玉粉、氧化铈)。

性能测试

将上述实施例1-4、对比例1-7得到不锈钢用液体抛光蜡分别进行如下一些性能测试，测试结果参见表1所示。

表面张力，测试方法与评价标准为：通过表面张力仪，根据GB 6541-1986中操作方法，对样品的表面张力进行测定。

热稳定性，测试方法与评价标准为：根据GB/T 23437-2009标准中2#蜡的判定标准，对样品进行稳定性测定。

工件表面粗糙度，测试方法与评价标准为：

按照GB1031-2009的标准中所述的测试方法可以测得实施例1-4的不锈钢液体抛光蜡抛光后的工件以及采用对比例1-7液体抛光蜡抛光后的工件的表面粗糙度。

工件抛光后清洗程度，测试方法与评价标准为：

将80℃下干燥2h后的工件放入干燥器中，冷却至室温后，用天平称重，记为M0；在工件表面涂抹抛光蜡，在150℃烘箱中老化45min后取出，放入干燥器中冷却至室温，称重记为M1；将工件置于70℃的5％除蜡水(市售金属表面抛光蜡清洗剂)溶液中，超声清洗10min后取出，并用自来水冲洗30s，然后放入80℃烘箱干燥2h后，放入干燥器中，冷却至室温称重，记为M2。去蜡效率η＝[(M2－M0)/M1－M0)]×100％。

η为大于95小于等于100％，无污垢，表面水膜连续，定为优秀；

η为大于90小于等于95％，无明显污垢，表面水膜不连续，定为良好；

η为大于80小于等于90％，少量污垢，定为中等；

η为80％以下，明显污垢，定为较差。

表1

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不锈钢用液体抛光蜡，其原料包括磨料、润滑剂和水，其特征在于，所述磨料包括平均粒径为10-50nm的氧化铈、平均粒径为150-300nm的α-氧化铝和平均粒径为0.5-0.9μm的氧化锆，所述氧化铈、所述α-氧化铝和所述氧化锆的投料质量比为1∶0.4-1.5∶0.3-1，所述润滑剂由蜡与选自植物油、脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种构成，所述蜡与所述选自植物油、脂肪酸和脂肪酸酯中的至少一种的投料质量比为1∶0.25-1.50；所述原料还包括助剂，所述助剂包括投料质量比为3-10∶1-2.5∶1的表面活性剂、润湿分散剂和增稠剂。

2.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，所述氧化铈的平均粒径为15-35nm，所述α-氧化铝的平均粒径为180-250nm和所述氧化锆的平均粒径为0.6-0.8μm。

3.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，以质量百分含量计，所述原料中，所述氧化铈占6-10％，所述α-氧化铝占4-8％和所述氧化锆占3-6％。

4.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，所述植物油为选自蓖麻油、亚麻籽油、葵花籽油、大豆油和花生油中的一种或多种的组合，所述脂肪酸为选自C_12-18的脂肪酸中的一种或多种，所述脂肪酸酯为选自硫化脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯和丙二醇脂肪酸酯中的一种或多种的组合，所述蜡为选自植物蜡和矿物蜡中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，所述表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯与选自苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯和脂肪醇嵌段聚醚中的至少一种的组合，所述失水山梨醇脂肪酸酯与所述选自苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯和脂肪醇嵌段聚醚中的至少一种的投料质量比为1∶5-12。

6.根据权利要求5所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，所述表面活性剂为选自如下组合中的一种或多种的组合：组合1：苯乙基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯；组合2：失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、单硬脂酸甘油酯；组合3：脂肪醇嵌段聚醚、失水山梨醇脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯；组合4：脂肪醇嵌段聚醚、失水山梨醇脂肪酸酯。

7.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，所述润湿分散剂为选自聚羧酸盐、木质素磺酸钠和烷基萘磺酸钠中的一种或多种，所述增稠剂为选自膨润土、淀粉、黄原胶、硅酸镁铝、卡波姆和牛脂胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的不锈钢用液体抛光蜡，其特征在于，以质量百分含量计，所述原料中，磨料15-20％、润滑剂20-30％、助剂15-20％，余量为水。

9.一种权利要求1-8中任一项所述的不锈钢用液体抛光蜡的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将所述润滑剂中的各成分加入到混合容器中，70-80℃条件下搅拌混合；

(2)按质量比将所述助剂及所述水依次加入到步骤(1)的溶液中，继续搅拌；

(3)将所述磨料中的各成分加入到步骤(2)获得的混合溶液中，搅拌，制成所述不锈钢用液体抛光蜡。

10.一种权利要求1-8中任一项所述的不锈钢用液体抛光蜡在抛光不锈钢中的应用。